Αρχιτεκτονική Υπολογιστών
Γενικά
Κωδικός: ΥΠ08
Γλώσσα: Ελληνική
Τρόπος διδασκαλίας: Δια ζώσης
Προαπαιτούμενα:
Προγραμματισμός Ι (ΥΠΟ2)
Λογική Σχεδίαση (ΥΠ04)
Διακριτά Μαθηματικά (ΥΠ09)
Υπολογιστικά Μαθηματικά (ΜΥ01)
Φόρτος εργασίας
- Διαλέξεις: 39.0 ώρες
- Εργαστήριο: 13.0 ώρες
- Μελέτη: 73.5 ώρες
- Εργασία: 12.5 ώρες
Περιεχόμενο Μαθήματος
Θεωρία:Εισαγωγή σε βασικές έννοιες της οργάνωσης και της τεχνολογίας των υπολογιστών καθώς και στις σύγχρονες προκλήσεις της αρχιτεκτονικής υπολογιστών, εντολές και επίπεδα αναπαράστασης, αναπαράσταση αριθμητικών και η-αριθμητικών δεδομένων, οργάνωση τυπικού υπολογιστή, αρχιτεκτονική συνόλου εντολών ISA, μικροαρχιτεκτονική, υπολογιστές RISC και CISC, MIPS ISA, καταχωρητές, μορφή και κωδικοποίηση εντολών, τρόποι διευθυνσιοδότησης, λειτουργίες αριθμητικές, λογικές και μεταφοράς δεδομένων, λειτουργίες ελέγχου ροής προγράμματος, υποστήριξη διαδικασιών στο υλικό, χρήση της στοίβας, βασικές έννοιες της μεταγλώττισης, αξιολόγηση και κατανόηση της απόδοσης, νόμος του Amdahl, υπολογισμός απόδοσης, παράγοντες που επιδρούν στην απόδοση, σχεδίαση επεξεργαστή, σχεδίαση διαδρομής δεδομένων, υλοποίηση ενός κύκλου, σχεδίαση μονάδας ελέγχου, γενικές αρχές διοχέτευσης, υλοποίηση διοχέτευσης στον επεξεργαστή MIPS.
Εργαστήριο: Ασκήσεις στην ISA του MIPS. Προγραμματισμός στην συμβολική γλώσσα MIPS. Χρήση προσομοιωτή MIPS MARS. Σχεδίαση σε Verιlog βασικών στοιχείων μικρο-αρχιτεκτονικής του MIPS.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Ο στόχος του μαθήματος είναι να διδάξει σε όλους τους προπτυχιακούς φοιτητές του Τμήματος τοαπαραίτη το υπόβαθρο οργάνωσης/αρχιτεκτονικής υπολογιστών. Ο/H φοιτητής/φοιτήτρια έχοντας ήδη λάβει τις απαραίτητες προηγούμενες γνώσεις επάνω σε θέματα υλικού σε επίπεδο λογικών πυλών και επάνω σε θέματα προγραμματισμού σε υψηλό επίπεδο από αντίστοιχα μαθήματα, στο μάθημα αυτό διδάσκεται την οργάνωση και την σχεδίαση ενός υπολογιστή και την διασύνδεση μεταξύ υλικού και λογισμικού ώστε να αποκτήσει ένα στέρεο υπόβαθρο κατανόησης των εννοιών που αποτελούν την
βάση των σύγχρονων υπολογιστών.
Το μάθημα είναι απαραίτητο σε όλους τους φοιτητές που ενδιαφέρονται να εμβαθύνουν τόσο στη σχεδίαση υλικού όσο και στην ανάπτυξη λογισμικού.
Διεξάγεται προγραμματισμός στο Εργαστήριο και οι φοιτητές/φοιτήτριες αξιολογούνται. Ο προγραμματισμός υλοποιείται σε συμβολική γλώσσα MIPS με έμφαση στην πρόσβαση δεδομένων πινάκων στη μνήμη του υπολογιστή με τη χρήση δεικτών και στην ανάλυση κλήσεων αναδρομικών διαδικασιών.
Το μάθημα παρέχει επίσης το απαραίτητο υπόβαθρο για όσους φοιτητές ενδιαφέρονται να παρακολουθήσουν μαθήματα που σχετίζονται με πιο προχωρημένες έννοιες αρχιτεκτονικής υπολογιστών και την σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων.
Δεξιότητες
Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
Λήψη αποφάσεων
Αυτόνομη εργασία
Ομαδική εργασία
Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης